Các phân tử có nguồn gốc từ Lam nhắm vào các chủng HIV tiềm ẩn

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học bang Georgia đã phát triển các phân tử nhỏ, mạnh mẽ có thể nhắm mục tiêu vào các chủng HIV tiềm ẩn. Nguồn gốc? Gen kháng thể từ DNA của lạc đà không bướu.

Nghiên cứu do phó giáo sư sinh học Jianliang Xu dẫn đầu, sử dụng nanobody có nguồn gốc từ lạc đà không bướu để vô hiệu hóa rộng rãi nhiều chủng HIV-1, dạng phổ biến nhất của loại vi-rút này. Nghiên cứu mới của nhóm đã được công bố trên tạp chí Advanced Science.

"Loại vi-rút này đã tìm ra cách trốn tránh hệ thống miễn dịch của chúng ta. Các kháng thể thông thường rất cồng kềnh nên chúng khó tìm và tấn công bề mặt của vi-rút. Những kháng thể mới này có thể giúp việc này dễ dàng hơn", Jiangliang Xu, phó giáo sư sinh học tại Đại học bang Georgia, cho biết.

Các nhà khoa học tìm kiếm phương pháp điều trị và phòng ngừa HIV hiệu quả đã làm việc với các loài lạc đà như lạc đà không bướu trong khoảng 15 năm. Điều này là do hình dạng và đặc điểm của kháng thể khiến chúng linh hoạt hơn và hiệu quả hơn trong việc xác định và vô hiệu hóa các vật thể lạ như virus HIV.

Nghiên cứu mới này trình bày một phương pháp có thể áp dụng rộng rãi để cải thiện hiệu suất của nanobody. Nanobody là các mảnh kháng thể được thiết kế có kích thước bằng khoảng một phần mười kích thước của một kháng thể thông thường. Chúng được tạo thành từ các kháng thể chỉ có chuỗi nặng hình chữ Y linh hoạt — bao gồm hai chuỗi nặng — có hiệu quả hơn trong việc chống lại một số loại vi-rút so với các kháng thể chuỗi nhẹ thông thường.

Nanobody được tạo thành từ các kháng thể hình chữ Y linh hoạt gồm các peptide chuỗi nặng có thể hiệu quả hơn trong việc chống lại một số loại vi-rút nhất định.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã tiêm chủng cho lạc đà không bướu bằng một loại protein được thiết kế đặc biệt, dẫn đến việc sản xuất ra các nanobody trung hòa. Sau đó, Jiangliang Xu và nhóm của ông đã xác định được các nanobody có thể nhắm vào các vị trí dễ bị tổn thương trên vi-rút. Khi nhóm tạo ra các nanobody theo kiểu song song ba — lặp lại các đoạn DNA ngắn — các nanobody thu được có hiệu quả đáng kể, trung hòa 96 phần trăm các chủng HIV-1 khác nhau.

Phân tích sâu hơn cho thấy các nanobody này bắt chước khả năng nhận diện thụ thể CD4, một yếu tố chính trong nhiễm HIV. Để tăng cường hiệu quả của chúng, các nanobody được kết hợp với kháng thể trung hòa rộng (bNAb), tạo ra một kháng thể mới có khả năng trung hòa chưa từng có.

"Thay vì phát triển một hỗn hợp kháng thể, giờ đây chúng tôi có thể tạo ra một phân tử duy nhất có thể vô hiệu hóa HIV", Jiangliang Xu cho biết. "Chúng tôi đang làm việc với một nanobody trung hòa rộng rãi có thể vô hiệu hóa hơn 90 phần trăm các chủng HIV đang lưu hành và khi chúng tôi kết hợp nó với một bNAb khác cũng vô hiệu hóa khoảng 90 phần trăm, chúng có thể vô hiệu hóa gần 100 phần trăm".

Jianliang Xu bắt đầu nghiên cứu này tại Trung tâm nghiên cứu vắc-xin của Viện Y tế Quốc gia tại Bethesda, Maryland, nơi ông cộng tác với một nhóm gồm hơn 30 nhà khoa học. Nhóm này bao gồm Peter Kwong, giáo sư hóa sinh và vật lý sinh học phân tử tại Đại học Columbia và là đồng tác giả của nghiên cứu. Kể từ khi Jianliang Xu đến Đại học Tiểu bang Georgia vào năm 2023, ông đã hướng dẫn Peyton Chan, một ứng viên tiến sĩ tại Đại học Tiểu bang Georgia. Họ đang cùng nhau làm việc để mở rộng các phương pháp điều trị tiềm năng này.

Chan cho biết cô rất hào hứng với triển vọng nghiên cứu sáng tạo.

"Những nanobody này là những kháng thể trung hòa tốt nhất và mạnh nhất cho đến nay, tôi nghĩ rằng điều này rất hứa hẹn cho tương lai của liệu pháp HIV và nghiên cứu kháng thể", Chan cho biết. "Tôi hy vọng rằng một ngày nào đó những nanobody này sẽ được chấp thuận để điều trị HIV".

Theo Jiangliang Xu, những nỗ lực trong tương lai sẽ tập trung vào việc kết hợp các nanobody của lạc đà không bướu với các bNAb hiện có khác để xác định xem một số sự kết hợp này có thể đạt được khả năng trung hòa 100% hay không và đưa ra các phương án điều trị mới trong cuộc chiến chống lại HIV.